Porphyridium purpureum: Strukturierte Modellbildung und experimentelle Validierung der Stoffwechselreaktion auf Hell-Dunkel-Zyklen

Abstract

Weit über 25.000 Arten von Mikroalgen stellen ein bislang kaum erschlossenes Potential für die Biotechnologie dar. Sie bilden vielfältige Produkte wie Farbstoffe, ungesättigte Fettsäuren, Polysaccharide und Antioxidanten mit interessanten Einsatzgebieten u.a. in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie. Pharmazeutisch wirksame Produkte aus Mikroalgen sind bekannt, aber noch unzulänglich untersucht. Um ihre Bildung näher verstehen und in größerem Maßstab (scale up) durch geeignete Auswahl von Kultivierungsparametern beeinflussen zu können, wird ein mathematisches Modell entwickelt, welches das Wachstum und die Produktbildung einer einzelligen Mikroalge Porphyridium purpureum abbildet.Die Validierung des entwickelten mathematischen Modells erfolgt durch den Einsatz von geeigneten experimentell gewonnenen Kultivierungsdaten der Mikroalge Porphyridium purpureum in Abhängigkeit von Kultivierungsparametern wie der Lichtquantität oder -qualität in einem am Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik entwickelten Photobioreaktor. Die experimentellen Untersuchungen zu Wachstum und Produktbildung der Mikroalge sowie die Modellierung ihrer Stoffwechselaktivität zur besseren Vorhersagbarkeit und zur Auslegung von Pilotanlagen stellen die beiden Hauptschwerpunkte dieser Arbeit dar.